Las fluctuaciones en los parámetros orbitales de la Tierra se consideran el desencadenante de fluctuaciones climáticas a largo plazo, como las edades de hielo. Esto incluye la variación del ángulo de inclinación del eje de la Tierra con un ciclo de aproximadamente 40,000 años. Basado en KielLos científicos marinos liderados por GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel han demostrado mediante el uso de un nuevo modelo que las interacciones biogeoquímicas entre el océano y la atmósfera también podrían ser responsables de las fluctuaciones climáticas en esta escala de tiempo. El estudio fue publicado recientemente en la revista Geociencia de la naturaleza .
La historia climática de la Tierra está marcada por cambios periódicos que generalmente se atribuyen a la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Esta insolación no es constante a lo largo del tiempo geológico sino modulada por cambios cíclicos en los parámetros orbitales de la Tierra. Uno de los parámetros clave que afectanLa insolación es la inclinación del eje de rotación de la Tierra oblicuidad que cambia periódicamente a lo largo del tiempo con una duración de ciclo de aproximadamente 40,000 años. Las firmas químicas e isotópicas de sedimentos que se depositaron durante el Cretácico y otros períodos de la historia de la Tierra documentan cambios regulares de temperatura y temperatura.ciclo del carbono en esta escala de tiempo: se cree que los ciclos de 40 kyr observados en los archivos del clima geológico son el resultado de cambios de insolación provocados por la oblicuidad que afectan la temperatura de la superficie, la circulación del océano y la atmósfera, el ciclo hidrológico, la biosfera y, en última instancia,el ciclo del carbono. Uno de los problemas con esta teoría estándar es que los cambios en los datos globalesLa oración es muy pequeña y debe ser amplificada por mecanismos de retroalimentación positiva poco conocidos para afectar el clima global.
Un grupo de científicos de Kiel, Alemania, propone una perspectiva muy diferente que surge de un nuevo modelo numérico de la biosfera marina. Simula la rotación de la biomasa de plancton en el océano y resuelve las reacciones de oxidación y reducción microbianas asociadas que controlan las reservas en piede oxígeno disuelto, sulfuro, nutrientes y plancton en el océano. En sus experimentos modelo, los científicos encontraron sorprendentemente un ciclo climático autosuficiente de 40 kyr utilizando el modelo biogeoquímico integrado en un modelo de circulación del Océano Cretáceo sin aplicar el forzado de la oblicuidad.
"En nuestro modelo, el ciclo del carbono está controlado en gran medida por el plancton que vive en la superficie del océano", explica el profesor Dr. Klaus Wallmann de GEOMAR, autor principal del estudio que se publicó recientemente en Geociencia de la naturaleza . El plancton consume CO2 atmosférico a través de la fotosíntesis y por microorganismos que degradan la biomasa del plancton y liberan CO2 a la atmósfera. Dado que el CO2 es un potente gas de efecto invernadero, el recambio biológico de CO2 afecta las temperaturas de la superficie y el clima global. El crecimiento del plancton está controlado pornutrientes que participan en una gama de reacciones de oxidación y reducción microbianas.
"Hemos integrado este nuevo modelo biogeoquímico en un modelo de circulación del Océano Cretáceo, y crea un ciclo climático autosuficiente de 40 kyr sin aplicar el forzado de oblicuidad", dice el Dr. Sascha Flögel, coautor de GEOMAR ".Desde nuestra perspectiva, el ciclo es inducido por una red de retroalimentaciones positivas y negativas que están enraizadas en el recambio dependiente de oxígeno del nitrógeno, fósforo, hierro y azufre en el océano. Los datos químicos e isotópicos registrados en sedimentos depositados en el Océano Cretáceo muestran periódicamentecambios que son consistentes con los resultados del modelo ", continúa Flögel
En esta nueva visión sobre el cambio climático, la relación entre causas y efectos es radicalmente diferente de la teoría orbital estándar. La biosfera marina en lugar de la insolación está estableciendo el ritmo y la amplitud controlando la presión parcial de CO2 en la atmósfera ".La nueva teoría está respaldada por observaciones y es coherente con nuestra comprensión de los ciclos biogeoquímicos en el océano ", según el profesor Wallmann.
"Sin embargo, la oblicuidad y otros parámetros orbitales también pueden afectar el cambio climático global cuando sus delicados efectos sobre la insolación se amplifican mediante mecanismos de retroalimentación positiva. Por lo tanto, el cambio climático periódico documentado en el registro geológico puede reflejar tanto el aliento de la biosfera como la respuestadel sistema de la Tierra al orbital externo y al forzamiento de insolación ", resume el Prof. Dr. Wolfgang Kuhnt de la Universidad de Kiel que participó en este estudio.
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Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación del Océano Kiel GEOMAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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